繁昌人字洞荟萃
——“最小”的长毛鼠与“最大”的中华乳齿象
2018-12-19王元
王 元
作者单位:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
笔者2005年有幸考入中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称“中科院古脊椎所”)攻读研究生,在金昌柱先生的悉心指导下,经过六年硕士和博士的不断锤炼和潜心学习,逐渐由一名对古生物懵懵懂懂的门外汉成长为对第四纪哺乳动物学略知一二的初学者,从心底深深地感恩安徽繁昌人字洞,因为我硕士和博士论文的研究材料绝大部分都产自这一第四纪早期重要的古人类活动遗址。
人字洞遗址是国家“九五”攀登专项——《早期人类起源及环境背景研究》安徽课题组于1998年5月在安徽繁昌地区进行地质古生物调查时所发现。之后的八年间,中科院古脊椎所、安徽省博物馆、安徽省文物考古研究所和繁昌县文物管理所等单位组成联合发掘队,在金先生的带领下,对人字洞堆积进行了数次系统发掘,出土了石制品、骨制品100余件,共生的大、小哺乳动物化石如灵长类、食肉类、长鼻类、奇蹄类、偶蹄类和食虫类、翼手类、兔形类、啮齿类等超过了70种,标本数量上万件。据哺乳动物群和古地磁的研究,人字洞动物群的时代为第四纪的最早期,距今约220~250万年。
有些遗憾的是,笔者2005年才入所,因此错过了人字洞的系统发掘,但幸运的是,人字洞产出的保存完整、数量可观的标本为我的研究提供了最好的材料。正所谓“前人栽树,后人乘凉”,还真是要感谢那些参与了人字洞遗址发掘的老师和前辈们。今年恰逢人字洞遗址发现20周年,我想谈谈自己研究过的产自人字洞“最小”的长毛鼠与“最大”的中华乳齿象化石。
安徽繁昌人字洞遗址与珍贵的杨子长毛鼠化石(左上)及复原像(右上)
人字洞遗址中的大型鼠亚科(Murinae)化石非常有特色,种类繁多,而且有头骨、下颌骨等完整的材料。金先生有多年留学日本的经历,因此对日本现生的哺乳动物非常熟悉,根据牙齿的形态特征金先生在人字洞筛洗的小哺乳动物化石中最先鉴定出了现生仅存于日本的长毛鼠(Diplothrix)化石。
长毛鼠现生种的地理分布极其有限,仅栖息在日本琉球群岛的冲绳岛、奄美岛和德之岛,是一种大型树栖鼠类,因体覆长毛而得名。长毛鼠因其分布范围狭窄和数量少已被国际生物保护组织列为濒危物种,其在日本的地位相当于中国的大熊猫。
在我国早更新世的地层中发现了现生长毛鼠的祖先化石,这显然有重要科学价值,很荣幸金老师将这批珍贵的标本作为硕士论文的材料交予我研究。小哺乳动物化石的研究主要通过显微镜,无论是形态观察、绘图测量,还是显微照相,对当时一个门外汉的笔者而言,都是新鲜但又充满挑战的。产自人字洞的长毛鼠化石有数百件,其中大部分是单个的牙齿。啮齿动物种类繁多,几乎每个科都有自己单独的牙齿术语,在熟练掌握鼠亚科牙齿术语的基础上,笔者对人字洞这批长毛鼠化石进行了系统的古生物学研究,鉴定出一新种(杨子长毛鼠),这是该属化石在日本硫球群岛以外地区的首次发现,也是迄今该属在地史分布上最早、形态特征最原始的种类,表明长毛鼠的起源中心应在中国,而不是日本琉球群岛。此外,人字洞长毛鼠化石的系统研究对了解第四纪早期中国大陆与日本列岛之间动物群的交流和迁徙历史也提供了重要的佐证。最终这项研究成果发表在《科学通报》上,这对当时的笔者是一个莫大的鼓励。
人字洞的中华乳齿象化石——科学通报封面
中外学者在人字洞现场观察中华乳齿象化石(2018年5月)
中外学者在人字洞遗址合影(2018年5月)
在顺利完成了硕士论文答辩后,笔者有幸得到了在古脊椎所继续攻读博士学位的机会。硕士阶段,通过人字洞“最小”的长毛鼠化石的研究,笔者已经初步掌握了第四纪哺乳动物学的研究方法和基本技能。但令笔者稍感意外的是,博士阶段金先生并没有让我继续深入研究小哺乳动物,而是转向了“最大”的哺乳动物——长鼻类,具体研究材料还是人字洞丰富的中华乳齿象化石。
嵌齿象科(Gomphotheriidae)是中新世后长鼻类演化的主干类型,其分布广、属种多,从早中新世一直延续到更新世末。嵌齿象科的早期成员都是长颌,后期在旧大陆和新大陆上分别演化出了较进步的短颌类型,中华乳齿象属(Sinomastodon)是迄今旧大陆发现的嵌齿象科成员中唯一的短颌代表,化石主要产于我国,具有浓郁的中国特色,时代从最晚中新世至更新世。
人字洞动物群产出了迄今最为丰富的中华乳齿象化石,包括成年个体完整的头骨、下颌骨、臼齿列、头后骨骼及幼年个体完整的下颌骨和乳臼齿列,这是中华乳齿象头骨化石在我国第四纪地层中的首次发现。
和小哺乳动物相比,显然大型哺乳动物尤其是象类化石更能引起学者和大众的关注,笔者也深深理解金先生的苦心,对此也投入了更大的工作热情。在博士阶段,笔者还有幸得到了国家留学基金委的支持,利用在美留学的半年时间,在纽约自然历史博物馆等科研机构观察了大量北美短颌嵌齿象类的标本,收集了丰富的对比数据和资料。在金先生的悉心指导和研究所其他老师的鼓励下,历时三年半笔者顺利完成了博士论文——《东亚地区第四纪中华乳齿象的系统研究》,以人字洞的化石为基础建立了江南中华乳齿象这一新种,新种在形态特征上是该属第四纪最原始的种类,反映了中华乳齿象从新近纪向第四纪演化在形态上具有过渡的特征。上述成果也以封面文章的形式发表在《科学通报》上。十年有余,人字洞丰富的化石资源支持着我在古生物学的道路上取得了点点滴滴的进步,很幸运能够先后与“最小”的长毛鼠与“最大”的中华乳齿象化石结缘并揭示它们在生物演化史上的科学意义。感恩人字洞,感恩我的导师金昌柱先生,还有那些为人字洞发掘默默付出的前辈们。